Експерименталните данни показват, че факторите на околната среда, които влияят на родителите, играят роля при препрограмирането на здравето на децата им през целия им живот
Експерименталните данни показват, че факторите на околната среда, които влияят на родителите, играят роля при препрограмирането на здравето на децата им през целия им живот
Когато родителите се хранят с ниско съдържание на протеини или с високо съдържание на мазнини, те могат да причинят метаболитни нарушения при възрастните си деца. Сега международен екип, ръководен от изследователи от RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR), е идентифицирал ключов елемент и молекулните събития, участващи в това явление, при мишки, както е публикувано в списанието „Molecular Cell“.
Произходът на здравето и заболяванията в развитието е школа на мисълта, която се фокусира върху това как пренаталните фактори като стрес и диета влияят върху развитието на заболяването, когато децата достигнат зряла възраст.
Експерименталните данни показват, че факторите на околната среда, които влияят на родителите, играят роля при препрограмирането на здравето на децата им през целия им живот. По-специално, известно е, че диетите с ниско съдържание на протеини на родителите са свързани с метаболитни нарушения при децата им, като диабет.
Смята се, че този феномен се регулира чрез епигенетика - наследствени промени, при които гените се включват и изключват, без всъщност да променят ДНК на индивида. Досега обаче подробностите за този процес бяха неизвестни.
В своето проучване екип, ръководен от Keisuke Yoshida от RIKEN CPR и Shunsuke Ishii, се обърна към този въпрос в модел на мишка и установи, че протеинът, наречен ATF7, е от съществено значение за ефекта между поколенията. Това е транскрипционен фактор, което означава, че той регулира кога гените се включват и изключват.
Изследователите са хранели мъжки и женски мишки с нормална диета или диети с ниско съдържание на протеини и след това са им позволявали да се чифтосват. Те сравняват генната експресия, кои гени са включени, при възрастни потомци на мъжки мишки, които са били на двете различни диети, и установяват, че експресията се различава за стотици гени в черния дроб, много от които участват в метаболизма на холестерола.
Въпреки това, когато те използват генетично модифицирани мъжки мишки, на които липсва едно копие на гена ATF7, генната експресия в потомството не се различава от експресията в потомството, чиито родители се хранят нормално.
Този резултат означава, че диетата на мъжка мишка може да повлияе на здравето на бъдещото потомство. Тъй като мъжките мишки не могат да повлияят на потомството на бременни жени, изследователите стигнаха до заключението, че най-вероятният сценарий е, че епигенетичните промени са настъпили в спермата на мъжа преди зачеването и че ATF7 играе критична роля в този процес.
Въз основа на тази логика екипът търси и открива гени в сперматозоидите, които се контролират от ATF7, включително тези за метаболизма на мазнините в черния дроб и производството на холестерол. Експериментите разкриват, че когато бъдещите родители ядат диети с ниско съдържание на протеини, ATF7 е освободен и вече не е прикрепен към тези гени.
Това от своя страна намалява определена модификация на хистоновите протеини, с нетен ефект, че тези гени на сперматозоидите са включени, а не нормалното състояние на изключване.
„Най-изненадващото и вълнуващо откритие беше, че епигенетичната промяна, предизвикана от бащината диета с ниско съдържание на протеини, се поддържа в зрели сперматозоиди по време на сперматогенезата и се предава на следващото поколение“, казва Ишии.
Използвайки модел на мишка, това проучване помага да се обяснят молекулярните детайли, които са в основата на теорията за развитието на здравето и болестите, както и видовете хранителни условия, които биха могли да доведат до заболявания, свързани с начина на живот при децата. Деца, като диабет.
Освен това вече трябва да е възможно да се предвидят метаболитни промени в следващото поколение чрез измерване на епигенетични промени в идентифицираните гени на бащините сперматозоиди.
„Надяваме се, че хората, особено тези, които имат лошо хранене по избор, обръщат повече внимание на диетата си, когато планират следващото поколение“, обяснява той. Резултатите ни показват, че диетите с повече протеини и по-малко мазнини са по-здравословни не само за тялото на всеки, но и за сперматозоидите и здравето на потенциалните деца «.